ما هو مقياس تدفق الكتلة وكيف يعمل؟

تُعدّ مقاييس تدفق الكتلة أدواتٍ أساسيةً تُستخدم في العديد من الصناعات لقياس معدل تدفق السوائل المختلفة. وتُستخدم في تطبيقاتٍ مثل قياس تدفق الغازات والسوائل وغيرها. في هذه المقالة، سنتناول بالتفصيل ماهية مقاييس تدفق الكتلة وكيفية عملها.

ما هو مقياس تدفق الكتلة؟

مقياس تدفق الكتلة هو جهاز يُستخدم لقياس معدل تدفق السائل من حيث الكتلة لكل وحدة زمنية. بخلاف مقاييس التدفق الأخرى التي تقيس التدفق من حيث الحجم، تقيس مقاييس تدفق الكتلة معدل تدفق السائل المار عبر النظام مباشرةً. هذا يجعلها دقيقة للغاية ومناسبة للتطبيقات التي تؤثر فيها تغيرات درجة الحرارة والضغط على كثافة السائل.

تتوفر عدادات تدفق الكتلة بأنواع مختلفة، لكل منها مبادئ عملها وتطبيقاتها الخاصة. من بين الأنواع الشائعة عدادات تدفق الكتلة الحرارية، وعدادات كوريوليس، وعدادات تدفق الكتلة المعتمدة على الضغط التفاضلي.

كيف يعمل مقياس تدفق الكتلة الحرارية؟

تعتمد عدادات تدفق الكتلة الحرارية على مبدأ انتقال الحرارة. تعمل عن طريق قياس الحرارة المُبددة من مستشعر مُسخّن مُلامس للسائل. عند تدفق السائل فوق المستشعر المُسخّن، يمتص الحرارة، مُسببًا فرقًا في درجة الحرارة بين المستشعر والسائل. تتناسب كمية الحرارة المُبددة طرديًا مع معدل تدفق كتلة السائل.

أحد المكونات الرئيسية لمقياس تدفق الكتلة الحرارية هو المستشعر المُسخّن. يُسخّن هذا المستشعر إلى درجة حرارة محددة، وعندما يتدفق السائل فوقه، تنتقل الحرارة إليه. بقياس فرق درجة الحرارة، يمكن تحديد معدل تدفق كتلة السائل بدقة.

تُستخدم عدادات تدفق الكتلة الحرارية بشكل شائع في التطبيقات التي تتضمن غازات، مثل الهواء والغاز الطبيعي والغازات الصناعية الأخرى. تتميز هذه العدادات بدقتها العالية وحساسيتها لمعدلات التدفق المنخفضة وانخفاض ضغطها، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من تطبيقات المراقبة الصناعية والبيئية.

فهم مبدأ عمل مقاييس تدفق الكتلة كوريوليس

تعتمد مقاييس تدفق كتلة كوريوليس على تأثير كوريوليس، الذي يُسبب التواء أنبوب اهتزازي بما يتناسب مع معدل تدفق كتلة السائل المار عبره. يتمثل المبدأ الأساسي وراء تأثير كوريوليس في أنه عند حركة جسم على سطح دوار، فإنه يتعرض لقوة عمودية على اتجاه الحركة ومحور الدوران.

في مقياس تدفق كتلة كوريوليس، يُوجَّه السائل المراد قياسه عبر أنبوب اهتزازي. يؤدي تدفق السائل عبر الأنبوب إلى التواء الأنبوب نتيجةً لتأثير كوريوليس. تتناسب درجة الالتواء طرديًا مع معدل تدفق كتلة السائل. ثم يُقاس هذا الالتواء باستخدام حساسات، ويُحسب معدل تدفق الكتلة.

تتميز عدادات تدفق الكتلة كوريوليس بدقة عالية، ويمكن استخدامها للسوائل والغازات على حد سواء. وتشتهر بقدرتها على توفير قياس مباشر لتدفق الكتلة، ودقة عالية حتى في ظروف العمليات المتغيرة، ومتطلبات أنابيب مستقيمة منخفضة، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية.

مبدأ عمل أجهزة قياس تدفق الكتلة المعتمدة على الضغط التفاضلي

تعتمد مقاييس تدفق الكتلة المعتمدة على الضغط التفاضلي على مبدأ إحداث انخفاض في الضغط عبر انقباض في مسار التدفق، وقياس الضغط التفاضلي لتحديد معدل التدفق. يُستخدم هذا النوع من مقاييس تدفق الكتلة عادةً في التطبيقات التي يكون فيها السائل غير متجانس، أو عندما يتطلب الأمر تعويض معدل التدفق عن تغيرات درجة الحرارة والضغط.

من الأنواع الشائعة لمقياس تدفق الكتلة القائم على فرق الضغط مقياس تدفق لوحة الفتحة. في هذا المقياس، تُدخل لوحة ذات ثقب في مركزها في مسار التدفق. عند مرور السائل عبر الثقب، يُحدث انخفاضًا في الضغط، يُقاس باستخدام مستشعرات ضغط تقع أعلى وأسفل لوحة الفتحة. يُستخدم فرق الضغط لحساب معدل تدفق السائل.

نوع آخر من مقاييس تدفق الكتلة القائمة على تفاضل الضغط هو مقياس فينتوري. على غرار مقياس تدفق لوحة الفتحة، يُحدث مقياس فينتوري انخفاضًا في الضغط عبر الانقباض، ويُحدد معدل التدفق بناءً على الضغط التفاضلي. ومع ذلك، يستخدم مقياس فينتوري تصميمًا متقاربًا ومتباعدًا لتحقيق استعادة تدريجية للضغط، مما يُقلل من فقدان الطاقة ويزيد من استعادة الضغط مقارنةً بمقياس تدفق لوحة الفتحة.

تُستخدم عدادات تدفق الكتلة القائمة على الضغط التفاضلي بشكل شائع في تطبيقات مثل قياس تدفق البخار، وقياس تدفق السوائل، وقياس تدفق الغاز. وتتميز هذه العدادات ببساطتها، وانخفاض تكلفتها، وقدرتها على التعامل مع مجموعة واسعة من معدلات التدفق وأنواع السوائل.

مزايا وتطبيقات مقاييس تدفق الكتلة

تتميز عدادات تدفق الكتلة بمزايا عديدة مقارنةً بعدادات التدفق التقليدية التي تقيس التدفق من حيث الحجم. ومن أهم هذه المزايا قدرتها على توفير قياسات دقيقة للتدفق حتى في ظل ظروف التشغيل المتغيرة. ولأن عدادات تدفق الكتلة تقيس معدل تدفق كتلة السائل مباشرةً، فإنها لا تتأثر بتغيرات درجة الحرارة والضغط، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات.

علاوة على ذلك، تتميز عدادات تدفق الكتلة بدقة عالية، ويمكنها توفير قياس مباشر لمعدلات تدفق الكتلة، مما يُغني عن إجراء حسابات أو تصحيحات إضافية لمراعاة تغيرات خصائص السوائل. وهذا يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب قياسات دقيقة للتدفق، مثل نقل الحراسة، ومراقبة العمليات، والمراقبة البيئية.

تُستخدم عدادات تدفق الكتلة في مختلف الصناعات، بما في ذلك النفط والغاز، والمعالجة الكيميائية، والأدوية، والأغذية والمشروبات، ومراقبة البيئة. في صناعة النفط والغاز، تُستخدم عدادات تدفق الكتلة لنقل الغاز الطبيعي، وقياس استهلاك الوقود في محطات الطاقة، ومراقبة تدفق الغاز في خطوط الأنابيب. في صناعة المعالجة الكيميائية، تُستخدم عدادات تدفق الكتلة لمراقبة تدفق مختلف المواد الكيميائية والمذيبات والتحكم فيه. في صناعة الأدوية، تُستخدم عدادات تدفق الكتلة لتحديد الجرعات وخلط المركبات الكيميائية بدقة. في صناعة الأغذية والمشروبات، تُستخدم عدادات تدفق الكتلة لقياس تدفق مختلف المكونات في عمليات إنتاج الأغذية. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم عدادات تدفق الكتلة في تطبيقات مراقبة البيئة، مثل قياس جودة الهواء ومراقبة الانبعاثات.

ملخص

في الختام، تُعدّ مقاييس تدفق الكتلة أدوات أساسية تُستخدم في مختلف الصناعات لقياس معدل تدفق السوائل من حيث الكتلة لكل وحدة زمنية. وتتميز هذه المقاييس بمزايا عديدة مقارنةً بمقاييس التدفق التقليدية، مثل الدقة العالية، والقياس المباشر لتدفق الكتلة، والقدرة على توفير قياسات دقيقة حتى في ظروف التشغيل المتغيرة. مع توفر أنواع مختلفة من مقاييس تدفق الكتلة، بما في ذلك مقاييس تدفق الكتلة الحرارية، ومقاييس تدفق الكتلة كوريوليس، ومقاييس تدفق الكتلة القائمة على الضغط التفاضلي، ولكل منها مبادئ عملها وتطبيقاتها الفريدة، يتوفر مقياس تدفق كتلة مناسب لمجموعة واسعة من تطبيقات المراقبة الصناعية والبيئية.

سواءً كان الأمر يتعلق بقياس تدفق الغازات أو السوائل أو البخار، تلعب عدادات تدفق الكتلة دورًا حاسمًا في ضمان دقة وموثوقية قياسات التدفق في مختلف العمليات الصناعية. ومع استمرار تطور التكنولوجيا، سيُحسّن تطوير تقنيات جديدة لعدادات تدفق الكتلة، بالإضافة إلى التطورات في التقنيات الحالية، دقتها وموثوقيتها وتعدد استخداماتها، مما يجعلها أدوات لا غنى عنها لقياس التدفق في السنوات القادمة.

تعتبر شركة Beijing Sincerity Automatic Equipment Co., Ltd واحدة من الشركات الرائدة في توفير منتجات مقياس تدفق الكتلة في الصين.

تتطلع شركة بكين سينسيرتي للمعدات الأوتوماتيكية المحدودة إلى الاجتماع والشراكة مع شركتكم الموقرة.

قامت شركة Beijing Sincerity Automatic Equipment Co., Ltd بتوسيع نطاق الخدمات، مما يمكنه تلبية متطلبات العملاء بشكل كامل.

لقد قمنا بدراسة كيفية قيام الشركات الرائدة في السوق بتسخير البيانات لإعادة تشكيل شركة Beijing Sincerity Automatic Equipment Co., Ltd، واستكشفنا كيف يمكنهم وضع البيانات في خدمتنا بطرق تخلق قيمة لأعمالنا الخاصة.

ولكي نفهم بشكل صحيح ما يريده العملاء، ومتى، ولماذا، وكيف يريدونه، يتعين على شركة Beijing Sincerity Automatic Equipment Co., Ltd أن تتجه نحو تحليل المشاعر، وهي تكنولوجيا ناشئة تستغل طلب المستهلكين استناداً إلى معالجة اللغة الطبيعية.